Többtagú bolygórendszer keletkezését figyelték meg az ESO VLT távcsövével

3146

A csillagászok az Európai Déli Obszervatórium (European Southern Observatory – ESO) chilei Atacama-sivatagban működő Nagyon Nagy Távcsövének (Very Large Telescope – VLT) közvetlen leképezésével két exobolygót figyeltek meg, amint utat vájnak maguknak egy csillag körüli protoplanetáris korongban. Noha máig már nagyjából tucatnyi exobolygó-rendszert sikerült közvetlen leképezéssel észlelni, ez csak a második több bolygóból álló rendszer közöttük. Az első ilyen a négy bolygónak is otthont adó HR 8799 volt 2008-ban. A HR 8799-cel ellentétben azonban ennek a rendszernek a bolygói még a tömegnövekedési fázisban vannak, hiszen anyagot fognak be a korongból.

Fantáziarajz a PDS 70 rendszer két keletkező gázóriásáról. Forrás: J. Olmsted (STScI).

„Ez az első olyan megfigyelés, ahol egy porkorongban egyszerre egynél több bolygó váj magának rést.” – hangsúlyozza Julien Girard, az Amerikai Egyesült Államokbeli, baltimore-i Space Telescope Science Institute munkatársa. A PDS 70 katalógusjelű gazdacsillag tőlünk mintegy 370 fényévre található. A fiatal, mindössze 6 millió éves égitest valamivel kisebb méretű és tömegű a Napnál, és még maga is tömeget fog be az őt körülvevő korongból. A korong középponttól mért 3–6 milliárd kilométeres (20–40 Nap–Föld-távolság, azaz csillagászati egység – CsE) gyűrűjében hatalmas rés tátong.

A legbelső ismert bolygó, a PDS 70 b mintegy 22 CsE, azaz nagyjából az Uránuszénak megfelelő távolságban kering. Ennek tömegét 4–17 jupitertömegnek becsülik a csillagászok. Ezt a bolygót már 2018-ban felfedezték. A most felfedezett PDS 70 c, a külső bolygó központi csillagtól mért távolsága mintegy 35 CsE, hasonló a Neptunusz Naptól való távolságához. Ennek tömege kisebb, valahol 1 és 10 jupitertömeg között lehet. A két bolygó közel 2:1 keringési rezonanciában van, azaz a belső bolygó kétszer kerüli meg a csillagot a külső bolygó minden egyes keringése alatt.

Az ESO VLT közvetlen képalkotásával nyert felvétel a PDS 70 b (bal alsó) és PDS 70 c (jobb felső) bolygókról. A központi csillag erős fényét a képfeldolgozás során eltüntették. A gazdaégitest helyét fehér csillaggal jelölték a felvételen. Forrás: ESO/S. Haffert (Leideni Obszervatórium).

Ennek a bolygórendszernek a felfedezése azért jelentős eredmény, mert közvetlen bizonyítékkal szolgál arra, hogy a keletkező bolygók képesek annyi anyagot begyűjteni, hogy megfigyelhető rést nyitnak a protoplanetáris korongban. „Az ALMA-hoz és Hubble-hoz hasonló műszerekkel, valamint nagy földfelszíni, adaptív optikával felszerelt optikai távcsövekkel rengeteg olyan korongot figyelhetünk meg, amelyekben rések húzódnak. Ám eddig nyitott kérdés volt az, hogy vajon vannak-e ott bolygók. Ebben a konkrét esetben a válasz igen.” – fejti ki Girard.

A kutatócsoport a PDS 70 c-t az ESO VLT MUSE spektrográfjával is észlelte. A megfigyelést a 8 méteres főtükör átmérőjű távcsőegység lézeres műcsillagokkal elérhető rendkívüli szögfelbontása, valamint a műszer közepes spektrális felbontása tette lehetővé. Így a csillagászok megfigyelhették a bolygó hidrogéngáza által befogáskor kibocsátott jellegzetes színű fényt.

„Ezt az új észlelési módot eredetileg galaxisok és csillaghalmazok nagy szögfelbontású megfigyeléséhez dolgozták ki a mérnökök. Ám az új eljárás az exobolygók leképezésében is nagy segítséget nyújt, noha ez nem szerepelt a tervek között a MUSE műszer kifejlesztésekor.” – mutat rá Sebastiaan Haffert, a Leideni Obszervatórium csillagásza, az eredményeket bemutató, a Nature Astronomy folyóiratban publikált szakcikk vezető szerzője. – „Magunk is nagyon meglepődtünk a második bolygó felfedezésekor.”

A néhány éven belül üzembe állítani tervezett új generációs James Webb űrtávcső is képes lesz hasonló megfigyelési technikára, így ennek, illetve más keletkező bolygórendszerek hidrogénemissziója is vizsgálható lesz a segítségével. Ily módon a kutatók fel tudják majd tárni a korong gázanyagának sűrűség és hőmérséklet eloszlását, ami segíteni fogja az óriásbolygók keletkezésének jobb megértését.

Forrás: HubbleSite.org

Hozzászólás

hozzászólás